DE2841375A1

DE2841375A1 - Regelvorrichtung fuer flugzeug- strahltriebwerke

Info

Publication number: DE2841375A1
Application number: DE19782841375
Authority: DE
Inventors: Jean Paul Francois Gil Briotet
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 1977-09-23
Filing date: 1978-09-22
Publication date: 1979-04-05
Also published as: GB2012367A; US4245470A; GB2012367B; DE2841375C2; FR2404113B1; FR2404113A1

Description

SOCIETE NATIONALE D'ETÜDE ET DE
CONSTRUCTION DE MOTEURS D¹AVIATION
(S.N.E.C.M.A.i
2, Boulevard Victor
F-75015 Paris / Frankreich

Regelvorrichtung für Flugzeug-Strahltriebwerke.

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Regelvorrichtungen für Flugzeug-Strahltriebwerke und betrifft insbesondere eine besonders einfache, vor allem als Hilfsregelung verwendbare Regelvorrichtung.

Die übliche Regelung eines Flugzeug-Strahltriebswerks enthält im wesentlichen eine Kraftstoffpumpe/ die von dem Triebwerk angetrieben wird und in einen Durchflußmengenregler fördert, der in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern so gesteuert wird, daß er dem Kraftstoff den Durchflußquerschnitt öffnet, der für die Dosierung der richtigen Kraftstoffmenge in die Brennkammer erforderlich ist. Da der Mengenregler im allgemeinen mit variablem Druck beaufschlagt wird, kann eine genaue Dosierung gewöhnlich nur erzielt werden, wenn dem Dosiergerät ein Regelventil zugeordnet wird, das den Druckabfall beim Durchlauf durch das Dosiergerät konstant hält, indem es einen Rückfluß am Eingang des letzteren reguliert. Bei modernen Strahltriebwerken muß die Regelung auch die Einstellung des Schubdüsenquerschnitts und die Kraftstoffmengenregelung für die (gegebenenfalls vorgesehene) Nachverbrennung bewirken; bestimmte

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Zusatzeinrichtungen liefern andererseits eine Hydraulikleistung für die Versorgung von Bedienungsvorrichtungen in der Flugzeugzelle, an der das Strahltriebwerk angebracht ist.

Eine solche Regelung ist sehr kompliziert. Wenn ein Strahltriebwerk mit einer derartigen Regelung ausgerüstet ist und wenn es sich vor allem um ein Flugzeug mit einem einzigen Triebwerk handelt, muß unbedingt Vorsorge für eine etwaige Störung der Regelung getroffen werden. Man könnte dazu eine unmittelbare mechanische Betätigung des Kraftstoffreglers mit dem Steuerhebel vorsehen. Aber diese direkte Betätigung beseitigt insbesondere nicht eine Unterbrechung der kinematischen Kette für den Antrieb der Kraftstoffpumpe. Es ist daher wünschenswert, mit einer vollständigen Hilfsregelung arbeiten zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vereinfachte Regelung zu entwickeln, die aber trotzdem das Strahltriebwerk mit ausreichender Leistung richtig arbeiten läßt.

Mit der Erfindung wird ferner die Aufgabe gelöst, eine Regelung vorzunehmen, die ohne Regelventil arbeitet und trotzdem eine genaue Dosierung der Kraftstoffmenge herbeiführt.

Schließlich wird auch die Aufgabe gelöst, eine von der Hauptregelung völlig unabhängige Hilfsregelung zu ermöglichen.

Die erfindungsgemäße Regelvorrichtung weist eine selbst-" regelnde Pumpe auf (d.h. eine Pumpe mit einem Regler, der die Förderleistung der Pumpe so variiert, daß die Druckhöhe konstant bleibt, die von dem Strahltriebwerk angetrieben wird und eine Hydraulikflüssigkeit in einen dosierenden

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Hydromotor fördert, der eine Dosierpumpe für Kraftstoff in Drehung versetzt, die die Einspritzdüsen der Brennkammer über einen Kraftstoffregler mit Kraftstoff versorgt.

Die selbsregelnde Pumpe kann beispielsweise in bekannter Weise eine umlaufende Trommel enthalten, die parallel zu ihrer Achse mit einem Kranz von Bohrungen versehen ist, in dem sich Kolben bewegen, deren Kolbenstangen sich auf einer geneigten Scheibe abstützen, in Verbindung mit einem durch den Förderdruck betätigten Antrieb zur Änderung der Scheibenneigung. Es kann sich auch um eine "Hele-Shaw"-Pumpe mit Radialzylindern handeln, wobei die Kolbenstangen sich an einer dezentrierten Zylinderfläche abstützen, der ein durch den Förderdruck betätigter Antrieb zugeordnet ist, um die Mittenversetzung zu verändern.

Die Druckhöhe der selbstregelnden Pumpe wird auf diese Weise trotz der Änderungen der Drehgeschwindigkeit der Pumpe (die von dem Strahltriebwerk angetrieben wird) und trotz der Änderungen der Menge der von dem Hydromotor angeforderten Hydraulikflüssigkeit konstant gehalten. Daraus folgt, daß die Druckhöhe der Kraftstoffpumpe ebenfalls konstant gehalten wird. Der Durchsatz der dosierenden Kraftstoffpumpe ist nämlich proportional der Flüssigkeitsmenge, die den dosierenden Hydromotor in Bewegung setzt, wobei das Verhältnis der Mengen gleich dem Verhältnis der Hubräume dieser beiden Geräte ist, und weil beider Leistungen einander gleich sind (jeweils gleich dem Produkt aus Fördermenge und Druck), ist der Kraftstoffdruck proportional dem Druck der Hydraulikflüssigkeit, von Schwankungen des Wirkungsgrades abgesehen. Infolgedessen wird der Kraftstoffmengendosierer mit konstantem Druck beaufschlagt und kann daher eine genau dosierte Menge Kraftstoff fördern, ohne daß ein Regelventil vorgesehen werden muß.

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Die auf der Zeichnung einer die Erfindung nicht beschränkenden Ausführungsform der Erfindung basierende Beschreibung läßt die Vorteile der Erfindung und ihren Aufbau noch deutlicher erkennen, wobei alle Einzelheiten der Zeichnung und der Beschreibung lediglich als mögliche Beispiele für die erfindungsgemäße Ausbildung aufzufassen sind.

Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung die Regelung eines Flugzeug-Strahltriebwerks mit einer als Hilfsregelung dienenden erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die Figur zeigt ein Strahltriebwerk 1 an einem nicht gezeichneten Flugzeug mit einem Hochdruckverdichter 3 und einem Niederdruckverdichter 2, der Luft in eine Brennkammer 4 drückt, die mit einer Serie Einspritzdüsen 4a und mit Zündinjektoren 4b versehen ist. Der in der Brennkammer 4 in dem von dem Verdichter geförderten Luftstrom verbrannte Kraftstoff bildet einen Strom heissen Gases, das nacheinander durch eine mit einer Hohlwelle 6 an den Hochdruckverdichter 3 gekoppelten Hachdruckturbine 5 und durch eine mit einer Welle 8 an den Niederdruckverdichter 2 gekoppelten Niederdruckturbine 7 und von dort in ein Nachbrennerrohr 9 strömt, in dem sich eine Serie Nachbrenner-Kraftstoffeinspritzdüsen 9a befinden und das in eine Schubdüse 10 mündet, deren Ausgangsquerschnitt durch Klappen 10a geregelt wird, die von Hydraulikzylindern 10b betätigt werden.

Eine als Saugpumpe bezeichnete Kreiselpumpe 11, deren Welle 11a über eine nicht gezeichnete Übersetzung an das Strahltriebwerk 1 angeschlossen ist und von diesem in Drehung versetzt wird, saugt durch eine Leitung 12 Kraftstoff in einen nicht gezeichneten Behälter und fördert den

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Kraftstoff in zwei Leitungen 13 bzw. 13a, die in eine insgesamt mit 14 bezeichnete Hauptregelvorrichtung bzw. in eine Hilfskraftstoffpumpe 15 münden, die weiter unten beschrieben wird. Die Hauptregelvorrichtung 14 ist in üblicher Weise aufgebaut; sie ist mit dem Strahltriebwerk 1 und mit der nicht gezeichneten Flugzeugzelle durch nicht gezeichnete kinematische Ketten verbunden, die eine nicht gezeichnete Hauptkraftstoffpumpe antreiben und Regelparameter in die Vorrichtung 14 einführen. Der in der Vorrichtung 14 druckbeaufschlagte und richtig dosierte Kraftstoff tritt aus dieser durch eine Leitung 14a aus, die durch weiter unten zu beschreibende Einrichtungen an die Serie Einspritzdüsen 4a angeschlossen werden kann. Ferner sind in der Vorrichtung 14 Mittel vorgesehen, die Zündkraftstoff in eine Leitung 14b geben, die in einer Ventilkammer 14c endet, die über eine Leitung 14d mit den Zündinjektoren 4b verbunden ist, ferner Mittel, die nach Bedarf Nachverbrennungskraftstoff in eine Leitung 14e geben, die zu der Serie von NachVerbrennungsinjektoren 9a führt, und Mittel, die druckbeaufschlagten Kraftstoff in eine Leitung 14f geben, die zu einer Ventilkammer 14g führt, die durch eine Leitung 14h mit einem Wegeventil 16 verbunden ist, das über Leitungen 16a, 16b an die Hydraulikzylinder 10b der Schubdüse angeschlossen ist. Ferner sind in dem Hauptregler nicht gezeichnete Mittel vorgesehen, die das Wegeventil 16 so steuern, daß der Austrittsquerschnitt der Schubdüse 10 den Flugbedingungen des Flugzeugs angepaßt wird.

Die Hilfsregelvorrichtung enthält in erster Linie eine Hydropumpe 17, die mit der Welle 8 des Strahltriebwerks verbunden ist und einen Hydromotor 18 antreibt, der an die Hilfskraftstoffpumpe 15 gekuppelt ist, die den aus der Leitung 13a kommenden Brennstoff in eine Leitung 15a fördert, die zu einem Hilfsreglergehäuse 19 führt, das alle Gerätschaften enthält, die zu einer vereinfachten Regelung des

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Strahltriebwerks 1 beim Ausfall des Hauptreglers erforderlich sind; diese Geräte werden weiter unten beschrieben.

Die Hydraulikpumpe 17 weist eine rotierende Trommel mit Neigungsscheibe auf, wie in der Beschreibungseinleitung erwähnt; sie steht über einen Drehmomentbegrenzer 8a, der von einem geeichten Stab gebildet wird, der beim überschreiten eines bestimmten Drehmoments bricht, mit der Welle 8 in Verbindung.

Die Pumpe 17 ist selbstregelnd, weil sie mit einem insgesamt mit 17a bezeichneten Regler verbunden ist, der die Fördermenge der Pumpe durch Einstellen der Neigung θ der (nicht gezeichneten) Scheibe, an der sich die nicht gezeichneten Kolbenstangen der Pumpe abstützen, so verändert, daß die Druckhöhe einen konstanten Wert behält.

Das Regelorgan 17a ist schematisch als Kolben 20 gezeichnet, dessen Kolbenstange 21 die Neigung θ der Scheibe reguliert. Ein durch Ginen Schalter 58 betätigtes Magnetventil· 23c bestimmt den Betrag der Druckhöhe der Pumpe Wenn das Magnetventil nicht erregt oder geöffnet ist, wird die Druckhöhe der Pumpe 17 auf 210 bar gehalten. Ist das Magnetventil erregt oder geschlossen, so bleibt die Druckhöhe der Pumpe 17 auf einem niedrigeren Wert, beispielsweise 110 bar.

Die Förderleitung 24 der Pumpe 17 steht mit dem Eingang des Hydromotors 18 in Verbindung, und die Saugleitung 25 ist an einen Hydraulikflüssigkeits-Behälter 26 angeschlossen, zu dem ausserdem der Ausgang des Hydromotors führt. Bei dem Hydromotor 18 handelt es sich um einen Dosiermotor, beispielsweise einen Kolbenmotor, mit festem Hubraum? er

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treibt über eine starre Kupplung 18a die Hilfskraftstoffpumpe 15, die ebenfalls dosierend arbeitet und beispielsweise als Flügelpumpe oder Zahnradpumpe ausgebildet ist, so daß der Druck des von der Pumpe 15 in die Leitung 15a geförderten Kraftstoffs proportional dem Druck der Hydraulikflüssigkeit in der Leitung 24 ist, wie oben im einzelnen erläutert. Eine Verzweigung 24a dieser Förderleitung 24 ist unter Zwischenschaltung einer Durchflußblende 27a und eines .Absperrventils 27b an den Eingang 27 der Speiseleitung für die (nicht gezeichneten) Zusatzgeräte in der Flugzeugzelle geführt.

Die in dem Gehäuse 19 befindlichen Regelgeräte umfassen einen Kraftstoffmengenregler 28, der Kraftstoff aus der Leitung 15a über ein Drosselventil 29 erhält, das mit einem Dichtekorrekturglied 30 in Verbindung steht, und der Kraftstoff regler weist eine Dosiernadel 28a auf, die baulich verbunden ist mit einem Kolben 2Sb, der auf seinen beiden Seiten durch Drücke beaufschlagt wird, die durch ein insgesamt mit 31 bezeichnetes Steuergerät moduliert werden.

Wie oben beschrieben, fördert die Hilfs-Kraftstoffpumpe 15 unter konstantem Druck Kraftstoff in die Leitung 15a, so daß man es sich ersparen könnte, die von der Dosiernadel 28a zugeteilte Kraftstoffmenge durch ein Regelventil zu korrigieren. Trotzdem ist bei der beschriebenen Ausführungsform vorgesehen, die Regelung des Druckabfalls des Kraftstoffs beim Durchsetzen des Kraftstoffreglers 28 mittels eines Regelventils vorzunehmen, das aus der Drossel 29 mit zugehörigem Dichtekorrekturglied 30 besteht, vor allem um etwaige Druckänderungen zu berücksichtigen, die auf eine Alterung der Hydropumpe 17 zurückzuführen sind. Die Vorrichtung 29 wirkt durch Steuern einer in Kaskadenlage in Ströraungsrichtung vor dem Kraftstoffregler angeordneten Drossel mittels eines schwachen und konstanten Differenzdrucks. Wie

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die Zeichnung erkennen läßt, wird das Drosselventil 29 durch den Druck p2 des Kraftstoffs am Ausgang des Reglers 28 bei Unterstützung durch eine Feder 29a zum Öffnen gesteuert und durch den Druck p3 des aus dem Dichtekorrekturglied 30 austretenden Kraftstoffs in Schließrichtung. Der Druck p3 ist definiert durch die (mittels einer Schraube 30b einstellbaren) Kraft einer Feder 30a, die auf ein Verschlußstück 30c im Sinne des Schließens eines Ansatzes 30d wirkt, der dem Eingangsdruck p1 des Dosiergeräts 28 ausgesetzt ist, um eine Rücklaufmenge zum Ausgang des Dosiergeräts durch die von einem Filter 3Of geschützte Drossel 3Oe einzustellen. Da das Verschlußstück 30c durch den Druck p1 im Öffnungssinn beaufschlagt wird, wird der Druckabfall p1-p3 durch die Kraft der Feder 30a bestimmt; diese hält einen konstanten Druckabfall aufrecht (der je nach der Kraftstoffdichte mittels der Stellschraube 30b verändert werden kann). Die Differenz zwischen den Drücken p3 und p2 wird durch die Kraft der Feder 29a konstant gehalten. Daraus folgt, daß auch der Druckabfall p1-p2 konstant gehalten wird.

Eine Leitung 32 entnimmt Kraftstoff aus der Leitung 15a durch ein Filter 32a und liefert filtrierten Kraftstoff einerseits an zwei Hahnküken 33a, 33b einer Gruppe von Dreiwegehähnen 33, die von dem Flugzeugführer betätigt werden können, und andererseits über eine Drossel 32b an die Ventilkammer 14g zur Speisung des Wegeventils 16 der Hydraulikzylinder der Schubdüse. Der Ausgang des Dreiwegehahnkükens 33a ist mit einer Leitung 36a an das Schubdüsen-Wegeventil 16 angeschlossen. Der mit der Nadel 28a zugeteilte Kraftstoff wird durch eine Leitung 34 unter Zwischenschaltung eines Überdruckventils 34a einem Steuerschieber 35 zugeführt, an dem auch die Ausgangsleitung 14a des Hauptreglers endet und der mit der Einspritzdüsengruppe 4a

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durch eine Leitung 35a und mit der Ansaugseite der Saugpumpe 11 durch eine Leitung 35b verbunden ist. Der Schieber 35c der Vorrichtung 35 besitzt zwei Ringkammern 35d, 35e und wird durch eine Feder 35f nach rechts (in der Figur) gedruckt; das rechte Ende des Geräts 35 ist durch eine Leitung 36 mit dem Ausgang des Dreiwegehahns 33b verbunden, und wenn diese Leitung druckbeaufschlagt ist (gezeichnete Stellung), wird der Schieber 35c nach links gedrückt, in die Stellung, in der die Ringkammer 35d die Leitungen 34 und 35a miteinander verbindet und die Ringkammer 35e die Leitung 14a mit der Rücklaufleitung 35b verbindet. Wenn die Leitung 36 nicht druckbeaufschlagt ist, drückt die Feder 35f den Schieber 35c nach rechts, in welcher Stellung die Ringkammer 35d die Leitungen 14a und 35a miteinander verbindet und der Schieber 35c die Leitung 34 verschließt. Eine Leitung 37 entnimmt Kraftstoff aus der Leitung 34 und speist über ein Filter 37a ein drittes Hahnküken 33c, dessen Ausgang über ein Rückschlagventil 38a durch eine Leitung 38 mit der Ventilkammer 14c zur Speisung der Zündinjektoren 4b verbunden ist.

Wie die Zeichnung erkennen läßt, enthält jede der beiden Ventilkainiriern 14c und 14g, die jeweils mit einer Normalregelleitung und mit einer Hilfsregelleitung verbunden ist, ein Paar Absperrventile, die jeweils von einer Feder druckbeaufschlagt sind und automatisch diejenige der beiden Leitungen, die drucklos ist, zugunsten der jeweils druckbeaufschlagten Leitung absperren.

Das Steuergerät 31 vermag die Dosiernadel 28a so zu steuern, daß die der Einspritzdüsengruppe 4a durch die Leitung 34 zugeleitete Kraftstoffmenge C in Abhängigkeit von et und von Ps3 geregelt wird, wobei oCder Winkel des Bedienungshebels und Ps3 der Ausgangsdruck des Niederdruckver-

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dichters 2 ist. Der Hilfsbedienungshebel 39 unterscheidet sich von dem (nicht gezeichneten) Bedienungshebel der Hauptregelung, und eine nicht gezeichnete Sperrvorrichtung gestattet es dem Piloten, denjenigen Bedienungshebel zu blockieren, den er nicht benutzt. Der Parameter Ps3 wird in die Regelung durch ein Kapselpaar 40, 41 eingeführt. Die Kapsel 40 erhält unter dem Druck Ps3 stehende Druckluft durch eine Leitung 40a, die mit einem Geber 40b verbunden ist, der sich am Ausgang des Niederdruckverdichters 2 befindet, und die Kapsel liegt an Unterdruck. Eine Einstellschraube 40c erlaubt die Einstellung der von dem Kapselpaar ausgeübten Wirkung.

Das Kapselpaar 40, 41 betätigt einen Hebel 42, der über eine eingeschaltete Rolle 43 die Kraftwirkung der Kapseln auf einen Hebel 44 überträgt, der zur Errechnung des Verhältnisses C/Ps3 dient und auf den ausserdem die Kraft einer Niveaufeder 45, die von einer Schraube 45a reguliert wird, die Kraft einer Feder 46, die die Stellung der Dosiernadel 28a mißt, und die hydraulische Rückstellkraft wirken, die von dem Ende des Hebels 44 ausgeübt wird, weil er mit zwei Düsen 44a, 44b zusammenwirkt, um die Drücke zu modulieren, die auf den beiden Seiten des Kolbens 23b der Dosiernadel wirken. Diese Anordnung ist als "Kräftewaage" bekannt; bei einer gegebenen Stellung der Rolle 43, wenn die Kraft der Kapseln nicht durch die Kraft der Feder 46 ausgeglichen ist, dreht sich der Hebel 44 und läßt die Austrittsquerschnitte der beiden Düsen 44a, 44b variieren, die über Drosselstellen 47a, 47b mit filtriertem Kraftstoff versorgt werden, der bei 32a abgenommen ist und in das Gehäuse 19 gelangt, das durch eine Abzugsleitung 48 mit der Ansaugseite der Säugpumpe 11 verbunden ist. Die Variation der Austrittsquerschnitte der beiden Düsen 44a, 44b modifiziert die auf den beiden Seiten des Kolbens 28b herrschenden Drücke, so daß die Dosiernadel 28a sich in eine neue

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Gleichgewichtslage verschiebt. Ein durch eine Schraube 49a eingestellter Anschlag 49 bestimmt den Mindestwert des Kraftstoffdurchsatzes C.

Der Parameter oC wird in die Regelung durch den Bedienungshebel 39 eingeführt. Dieser Hebel steuert die Verlagerung einer Nockenscheibe 50, die ihrerseits die Verschiebung der Rolle 43 über einen zweiteiligen Gelenkhebel 51, 52, dessen Teile durch eine Feder 53 in größtmöglichem gegenseitigen Abstand gehalten werden, einen Dämpfer 54 und einen Hebel 55 steuert, der die Verschiebung des Dämpfers über eine Schubstange 55a auf die Rolle 43 überträgt. Die Rolle 43 erlaubt die Aufzeichnung des durch den Winkel 0( des Bedienungshebels bestimmten verlangten Wertes des Verhältnisses C/Ps3. Der Dämpfer 54 besteht aus einem Balgen, der bei Leerlauf zusammengedrückt ist und der sich streckt, um den Hebel 55 und die Rolle 43 in die Stellung "Vollgas" mitzunehmen, indem er sich durch enge öffnungen hindurch füllt. Die Feder 53 erlaubt eine Begrenzung der auf den Dämpfer 54 beim Verschieben des Hebels 39 von "Vollgas" auf JiCerlauf übertragenen Kraft. Wird der Bedienungshebel 39 in entgegengesetzter Richtung verstellt, wird der Kontakt des Hebels 51 - 52 zwischen Nockenscheibe und Dämpfer so lange unterbrochen, wie sich diesernoch nicht ausreichend gestreckt hat. Die Drehung des Hebels 55 wird durch zwei einstellbare Anschläge 56 bzw. 57 begrenzt, die den kleinsten bzw. den größten Wert des Verhältnisses C/Ps3 definieren.

Die Gruppe von Hähnen 33 wird durch den Bedienungshebel gesteuert, und der Pilot kann einen Schalter 53 betätigen, der das öffnen oder Schließen des Magnetventils 23c steuert.

Das Strahltriebwerk wird normalerweise mit der Haupt-

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regelung betrieben. Das Magnetventil 23c ist geschlossen, so daß die Hydropumpe 17 mit dem reduzierten Druck von 110 bar fördert, daß der Hydromotor 18 die Pumpe 15 mit reduzierter Geschwindigkeit antreibt und daß diese den Brennstoff in die Leitung 15 a mit einem Druck fördert, der gerade ausreicht, um die Verluste der in Ruhestellung befindlichen Hilfsregelung auszugleichen; das Ventil 27b ist geschlossen, und die Zusatzeinrichtungen der (nicht gezeichneten) Flugzeugzelle werden über die Hauptregelung mit Hydraulikflüssigkeit versorgt. Da in der Leitung 32 ein niedrigerer Druck herrscht als in der Leitung 14f, nehmen die Ventile der Ventilkammer 14g eine solche Stellung ein, daß die Leitung 14h aus der Leitung 14f gespeist wird, und das Wegeventil 16 wird durch nicht gezeichnete Einrichtungen gesteuert, die in der Hauptregelung vorgesehen sind. Die Hahnküken 33b, 33c sind so gestellt, daß ihre Ausgangsleitungen mit dem Inneren des Gehäuses 19 verbunden sind und in ihnen somit der Ansaugdruck der Saugpumpe 11 herrscht, der Ausgang des Hahnkükens 33a ist verschlossen und stört das Arbeiten des Wegeventils 16 nicht» Der Schieber 35c wird von der Feder 35f in seine rechte Stellung geschoben. in der die Leitung 35a (die die Einspritzdüsengruppe 4a versorgt) mit der Leitung 14a der Hauptregelung verbunden ist, und die Ventilkammer 14c sperrt die Leitung 38 ab und verbindet die Leitung 14d (die mit den Zündinjektoren 4b verbunden ist) mit der Leitung 14b. Wenn an der Hauptregelung ein Schaden auftritt, betätigt der Pilot den Schalter 58, um das Magnetventil 23c zu öffnen, wobei die Scheibe der Hydropumpe 17 eine solche Neigung erhält, daß die Pumpe Hydraulikflüssigkeit mit konstantem Druck von 210 bar fördert; der Hydromotor 18 treibt nun die Pumpe 15 mit einer solchen Geschwindigkeit an, daß der Hilfsdruck des Kraftstoffs in den Leitungen 15a, 32, 34 und 37 bis auf seinen Betriebswert ansteigt; die Stellung der Ventile in der

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Venti!kammer 14g kehrt sich um, so daß die Leitung 14h aus der Leitung 32 gespeist wird. Ausserdera öffnet der Druck in der Zweigleitung 24a das Absperrventil 27b, .-so daß die Zusatzeinrichtungen der Flugzeugzelle durch die Pumpe 17 mit Hydraulikflüssigkeit versorgt werden können.

Der Pilot betätigt ausserdem die nicht gezeichnete Vorrichtung zum Sperren des Hauptbedienungshebels, hebt die Sperrung des Bedienungshebels 39 auf und bringt diesen entweder in die Wiederzündungs-Stellung (wenn das Strahltriebwerk verloschen ist) oder unmittelbar in Flugstellung. In der Wiederzündstellung verbindet das Hahnküken 33a die Leitung 36a mit dem Inneren des Gehäuses 19, so daß das Wegeventil 16 (das nicht mehr von dem ausgefallenen Hauptregler gesteuert wird) von seiner Feder in die Richtung nach rechts (in der Figur) bewegt wird, der Druck der Leitung 14h in die Leitung 16b übergeht und die Schubdüsenklappen 10a in der Offenstellung bleiben. Das Hahnküken 33b steht so, daß der druckbeaufschlagte Kraftstoff aus der Leitung 32 in die Leitung 36 übergeht und den Schieber 35c nach links, d.h. in die gezeichnete Stellung bringt, in der die Kammer 35d die Leitungen 34 und 35a miteinander verbindet und auf diese Weise die Serie der Haupteinspritzdüsen 4a mit Kraftstoff versorgt, der durch die Hilfsregelung dosiert wird. Das Hahnküken 33c stellt die Verbindung zwischen den Leitungen 37 und 38 her, so daß der druckbeaufschlagte Kraftstoff in die Leitung 38 strömt, das entsprechende Ventil der Ventilkammer 13c zurückdrückt und zu den Zündinjektoren 4b gelangt. Man kann somit eine nicht gezeichnete Zündvorrichtung betätigen, um den von den Injektoren 4b zerstäubten Kraftstoff zu entzünden, der seinerseits den von der Serie der Haupteinspritzdüsen 4a zerstäubten Kraftstoff zündet. Dann kann der Bedienungshebel 39 in Flugstellung gebracht werden.

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In dieser Flugposition nehmen die drei Hahnküken die gezeichnete Stellung ein. Das druckbeaufschlagte Fluid gelangt von der Leitung 32 in die Leitung 36a und bringt das Wegeventil 16 in die gezeichnete Stellung, so daß der Druck der Leitung 14h in die Leitung 16a übergeht und die Schubdüse geschlossen hält. Die Leitung 38 ist abgesperrt, so daß den Zündinjektionsdüsen 4b kein Kraftstoff zugeführt wird. Der Sdieber 35c bleibt in der gezeichneten Stellung, so daß die Verbrennung in der Brennkammer 4 durch den Kraftstoff aufrechterhalten wird, der durch die Nadel 28a dosiert wird, wobei der Pilot die Möglichkeit hat, mit Hilfe des Bedienungshebels verschiedene Werte des Verhältnisses C/Ps3 einzustellen, um die Leistung des Strahltriebwerks zu regeln.

Wenn der Pilot den angezeigten Wert des Verhältnisses C/Ps3 erhöht, was zu einer Verschiebung der Rolle 43 nach oben (im Sinne der Figur) und damit zu einer Herabsetzung der Kraft führt, die von den Kapseln 40 - 41 auf den Hebel 44 ausgeübt wird, dreht sich dieser im Uhrzeigersinn. Dadurch entsteht eine Vergrösserung des Austrittsquerschnitts der Düse 44b und eine Herabsetzung des AustrittsquerSchnitts der Düse 44a und infolgedessen ein Ungleichgewicht zwischen den auf die beiden Seiten des Kolbens 28b wirkenden Drücken; dieses Ungleichgewicht läßt die Dosiernadel 28a nach links auswandern, bis die daraus folgende Erhöhung der von der Feder 46 auf den Hebel 44 ausgeübten Kraft diesen in die Mittellage zurückführt. Die von der Nadel 28a zugeteilte Kraftstoff menge nimmt jetzt zu, wodurch der Kraftstoff druck in der Leitung 15a abnimmt. Da dieser Druck, wie oben gezeigt, notwendigerweise proportional dem Druck der Hydraulikflüssigkeit in der Leitung 24 ist, erhält der Hydromotor 18 die Tendenz zur Beschleunigung, damit die Pumpe 15 die Proportionalität der beidenDrücke wiederherstellt.

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Die Beschleunigung des Hydromotors If?, die einen zusätzlichen Durchsatz von Hydraulikflüssigkeit hervorruft, führt zum Eingreifen des Reglers 17a, der den Druck der Hydraulikflüssigkeit in der Leitung 24 auf 210 bar bringt, so daß der Kraftstoffdruck in der Leitung 15a auf seinen Anfangswert zurückgeführt wird.

Mit der beschriebenen Hilfsregelvorrichtung werden die in der Beschreibungseinleitung angegebenen Aufgaben gelöst: ferner ergeben sich unter anderem die folgenden Vorteile:

- die dosierende Pumpe 15 wird mit variabler Geschwindigkeit angetrieben, und man ist dadurch der Notwendigkeit enthoben, einen Teil des Kraftstoffs in die Ansaugleitung zurückzuleiten, was zu einer zwecklosen Erwärmung des Kraftstoffs und zu einem schnelleren Verschleiß der Pumpe führen würde. Die Pumpe liefert genau die Menge, die das Triebwerk benötigt und nicht mehr;

- bei dem Hydromotor 18 handelt es sich um einen Motor mit festem Hubraum; er wird durch die Hydraulikflüssigkeit angetrieben, die von der selbstregelnden Pumpe 17 geliefert wird. Man kann eine Hydraulikflüssigkeit benutzen, deren Viskosität wesentlich höher ist als die des Kraftstoffs und die nicht zu schädlichen chemischen Reaktionen von warmen Kraftstoffen auf Kupfer- oder Silberteilen führt. Dadurch wird die Betriebssicherheit von Pumpe und Hydromotor erhöht. Ausserdem stellt ein Leckverlust an Hydraulikflüssigkeit im Bereich der Pumpe 17, die sich in der Spitze des Strahltriebwerks befindet und von diesem in Drehung versetzt wird, keine solche Gefahr dar, wie wenn diese Pumpe mit Kraftstoff betrieben würde;

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die Kraftstoffpumpe 15 wird im Gegensatz zu der üblichen Bauweise nicht durch eine mechanische kinematische Kette angetrieben und kann daher nicht durch eine Störung in einer solchen kinematischen Kette ausser Betrieb gesetzt werden;

die Druckbeaufschlagung des Kraftstoffs durch die Pumpe 15 kann modifiziert v/erden. Man kann die Hydropumpe 17 stillsetzen oder in Bereitschaftsstellung bringen, indem man einen einfachen elektrischen Schalter betätigt, und die Kraftstoffpumpe 15 anhalten oder sie im Leerlauf arbeiten lassen, wodurch der Verschleiß herabgesetzt wird. Der Verschleiß der Hydropumpe 17 wird verringert, indem die Druckhöhe dieser Pumpe herabgesetzt wird;

das Hydraulikfluid, das den Antrieb der Hilfskraftstoffpumpe bewirkt, liefert auch die Hydraulikflüssigkeit für die Susatzeinrichtungen in der Flugzeugzelle; dadurch wird eine kinematische Kette entbehrlich, ohne daß die Zahl der Pumpen erhöht werden muß.

Natürlich ist die beschriebene Ausführung nur eine Möglichkeit zur Verwirklichtung der Erfindung; im Rahmen der Erfindung sind Änderungen möglich, die vor allem die Verwendung äquivalenter technischer Mittel betreffen. Der Fachmann erkennt ohne weiteres, welche Vereinfachung der beschriebenen Anordnung möglich ist, um die erfindungsgemäße Vorrichtung als Hauptregler einzusetzen.

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Claims

Dipi,-Ing. H. MITSCHERUCH D-COOO MDNCHEN 22

DipL-lng. K. GUNSCHMANN Steinsdorfstraße 10

Dr.rer.nat. W. KÖRBER ** <°⁸⁹⁾ * ²⁹ " ⁸⁴

Dipl.-I ng. J. SCHMIDT-EVERS 2841375

PATENTANWÄLTE

22. September 1978

SOCIETE NATIONALE D¹ETUDE ET DE
CONSTRUCTION DE MOTEURS D¹AVIATION
(S.N.E.C.M.A.)
2, Boulevard Victor
F-75015 Paris / Prankreich

Ansprüche

Regelvorrichtung für Flugzeug-Strahltriebwerke, mit einer ersten, von dem Strahltriebwerk in Drehung versetzten Pumpe, die eine Hydraulikflüssigkeit in einen dosierenden Hydromotor fördert, der mit einer dosierenden Kraftstoffpumpe gekuppelt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die erste Pumpe (17) selbstregelnd ausgebildet ist, d.h. mit einem Regler (17a) versehen, der ihre Förderleistung derart variieren läßt, daß die Druckhöhe der Pumpe auf einem konstanten Wert gehalten wird, und daß die Kraftstoffpumpe die Einspritzdüsen der Brennkammer (4) des Strahltriebwerks (1) über eine Mengendosiervorrichtung (14) versorgt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dosierende Hydromotor (18) und die dosierende Kraftstoffpumpe (15) jeweils festen Hubraum besitzen, so daß der Druck des von dieser Pumpe geförderten Kraftstoffs konstant ist, und daß die Mengendosiervorrichtung (14) kein Regelventil aufweisen kann·.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleitung (24) der Hydropurape (17) mit einer Verzweigung (24a) versehen ist, die mit dem Speisekreis der Zusatzeinrichtungen der Flugzeugzelle verbunden ist, an der das Strahltriebwerk (1) angebracht ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Hilfsregelung darstellt, bei der die mit dem Hydromotor (18) gekuppelte dosierende Pumpe (15) von der Speisepumpe des Hauptreglers getrennt ist, und daß ein Schieber (35c) die Umschaltung des Speisekreises für die Einspritzdüsen (4a) entweder auf Kraftstofflieferung durch den Hauptregler (14) oder auf Kraftstoff, der durch die Kraftstoffpumpe (15) des Hilfskreises gefördert wird, bewirkt, wobei die Leitung, die den Hauptkraftstoff liefert, nun an eine Rückflußleitung angeschlossen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Kraftstoffpumpe (15) des Hilfskreises ausgehende Speiseleitung (15a, 34) für die Einspritzdüsen (4a) mit einer Einrichtung versehen ist, die es erlaubt, eine Vertexlungsventil (16) für den Austrittsquerschnitt der Schubdüse (10) des Strahltriebwerks (1) mit druckbeaufschlagtem Kraftstoff zu versorgen, so daß der Austrittsquerschnitt willkürlich auf einem Höchstwert oder auf einem Niedrigstwert gehalten werden kann.

9098U/0885